text: Pavel Troják
Jak lze aplikovat virtuální realitu v oblasti medicíny? To ví David Sibřina, mladý muž ve věku 26 let, který ve škole vytvořil projekt, který si vybrali chirurgové z Ikemu pro operace jater. Díky této nevšední spolupráci může celý svět závidět českému týmu. Sibřinovy služby již přitahují další odborníky. Na počátku století, jako tisíce malých kluků, se David Sibřina věnoval počítačovým hrám. Nebyl to však fanoušek her jako takových, spíše ho zajímalo, jak počítač pracuje a jak jej nejlépe vylepšit, aby všechno fungovalo bez potíží.
„Byl jsem prostě takový amatérský IT nadšenec. Když přišel čas vybrat si střední školu, volba byla jednoduchá. Můj otec by mě možná raději viděl jako stavebního inženýra, ale já jsem vždy chtěl jít cestou informačních technologií,“ vzpomíná Sibřina, který chtěl zůstat ve světě her a stát se jejich vývojářem. Další možností bylo pracovat na vizuálních efektech pro filmový průmysl, protože ho přitahovala 3D grafika. Během svého středoškolského studia si David uvědomil, že herní průmysl prudce roste a předstihuje ten filmový. Na vysoké škole už začal vytvářet hry a v posledním ročníku ho zdravotní problém přivedl k magnetické rezonanci. David Sibřina se zajímal o důvod, proč výsledné obrázky nemají 3D rekonstrukci. Byl překvapen, že se nacházíte v tunelu a jste skenováni ze všech tří os, což umožňuje rekonstrukci celkového obrazu, ale není to standardem. Přemýšlel, jak to může být omezující, a to byl okamžik, kdy došlo k propojení s medicínou.
Snažil se najít nějakou vhodnou školu, kde by mohl uplatnit svůj zájem, ale tu objevil až v Anglii. Tam měl větší úspěch při hledání místa, které převádí snímky do 3D. Nakonec se rozhodl pro univerzitu v Sheffieldu. Sibřina oceňuje, že tamní školy mají více praktický přístup k výuce a že se zaměřují na personalizaci medicíny pro každého. Kromě 3D a výpočetních dovedností potřeboval získat znalosti v medicíně. Toho dosáhl prostřednictvím magisterského studia, kde mohl aplikovat svůj sen o virtuální realitě ve spolupráci s místní nemocnicí.
Avšak realita se ukázala být náročná už na začátku studia. Při první přednášce se studenti zabývali fyzikálními vlastnostmi kloubů a vypočítávali, zda kost praskne při osteoporóze a pádu z výšky jednoho metru. Na základě těchto výpočtů by měli být schopni určit, zda člověk trpí touto nemocí, aniž by ho vyšetřovali. Odhadli to na základě snímků z CT a pomocí rovnic. V té chvíli si Sibřina myslel, že jeho studium končí. Existovali studenti, kteří dělali podobné věci během svého bakalářského studia, na rozdíl od něj. Nicméně nakonec se všechno vyřešilo. Když člověk projeví snahu, ostatní mu rádi pomohou, dodává Sibřina.
Studium Davida Sibřiny bylo narušeno pandemií covidu. Počátkem března zůstal ještě v Británii, ale nakonec se rozhodl vrátit. Cestoval posledním letadlem z Londýna do Prahy, přičemž letenka byla nejdražší, jakou si kdy koupil v Evropě. Musel tedy dokončit studium na dálku. Psal diplomovou práci, která měla zahrnovat klinické hodnocení systému, ideálně ve Velké Británii s britskými chirurgy, ale to se najednou stalo nemožným.
David Sibřina začal hledat data v České republice. Obrátil se na Akademii věd, Univerzitu Karlovu, nemocnice Motol a Ikem, avšak zpočátku se nikdo neozval. Až po třech týdnech, kdy už diplomovou práci dokončil, ho kontaktoval vedoucí oddělení informatiky z Ikemu. Sibřina byl pozván a předvedl jim prototyp. Pracovníci Ikemu byli nadšeni, ale zpočátku nekontaktovali chirurgy, protože si mysleli, že Sibřina jim chce něco prodat. Poté začali zvát další odborníky. Tak se Sibřina setkal s profesorem Jiřím Froňkem, přednostou Kliniky transplantační chirurgie. Profesor Froňka okamžitě poznal potenciál mladíkova nápadu. Nicméně bylo nutné ověřit systém na játrech, o kterých není tolik známo jako například o srdci. Naštěstí měl k dispozici odborníky, kteří mu pomohli.
S čím tedy Sibřina přišel do Ikemu? Jeho systém dokáže pracovat se sérií vyšetření z magnetické rezonance nebo CT. Představme si například onkologického pacienta s nálezem na játrech. Chirurg si zažádá o rekonstrukci dat. Jako by se jednotlivé snímky obkreslily na papíře a označily jednotlivé části – např. tkáň, tepnu nebo nádorové ložisko. Tento proces se provádí pro celou sérii snímků. Díky využití umělé inteligence je nyní možné data automaticky extrahovat a označit pomocí speciálního systému. Sesbíraná data se poté optimalizují a převedou do 3D modelu, kde jsou jednotlivé struktury zřetelně vidět díky barevným značkám.
Chirurg dostane zprávu, nasadí si 3D brýle ve virtuální místnosti a může se podívat na model. Chirurg má možnost zobrazit játra v reálném měřítku 1:1, zvětšovat je a zkoumat jejich vnitřní strukturu. Je to podobné jako pilot formule 1, který si v duchu projíždí závodní trať – chirurg si představuje, kde provede řez během operace. David Sibřina uvádí, že nyní také využívají živé dárce. Dokážou vytvořit model hrudníku malého pacienta a porovnat jej s dospělým dárcem, aby bylo jasné, jak velký kus transplantátu použít. Brýle mohou být také použity v zahraničí a umožňují spojení s dalšími odborníky pro konzultace ohledně konkrétních problémů.
Když bylo poprvé rozhodnuto o zavedení Sibřinova projektu do praxe, byl právě ve Velké Británii. Bylo mu oznámeno, že jeho systém bude vyzkoušen. Byl překvapen, jak rychle se to dalo zavést. Šlo o dětského pacienta, kterému nebyl ani rok, trpícího karcinomem jater. Lékaři se snažili provést resekci, aby zachránili pacientova játra a ušetřili ho doživotního užívání léků. O měsíc později proběhl druhý pokus, při kterém už byl mladý vývojář přítomen. Od té doby se uskutečnily téměř dvě stovky podobných operací. Všechno funguje bez potíží a bez nutnosti osobní účasti Davida Sibřiny. Obvykle je dostatek času na důkladnou přípravu operace s využitím 3D brýlí, avšak při akutních situacích je tým specialistů schopen připravit snímky konkrétního pacienta pro chirurga v podobě virtuálního modelu během pouhé jedné hodiny.
David Sibřina překvapuje dalším technologickým pokrokem: s využitím rozšířené reality mohou dokonce promítat model přímo na tělo pacienta v operačním sále. Podle Sibřiny si již mnoho lidí představuje, že běžné operace budou prováděny pomocí chirurgických robotů. Jeden takový robot by mohl být v Motole, další pravděpodobně v Ikemu. Chirurg potom používá joystick k ovládání robotických ramen umístěných v těle pacienta, což mu poskytuje jakoby pět „rukou“. Hlavní výhodou je minimální invazivnost, kdy pro operaci plic není nutné otevírat celý hrudník, ale pouze provést vpichy pro robotická ramena. Navíc jsou operace podstatně rychlejší.
Jak ale přenést zkušenosti s jaterními operacemi na další oblasti? Sibřina uvádí: „Začínáme řešit i ledviny a plíce. Avšak potřebujeme, aby si o to odborníci sami řekli. Už nás kontaktují i z kardiologie, když implantují srdeční podporu.“ Během svého doktorského studia se Sibřina zaměřuje na využití virtuální reality v ortopedii, například při korekci zakřivených dolních končetin u dětí. „V současnosti si mnoho lidí chce ve svém životopisu uvést virtuální realitu, ale často nemá praktické využití. Já jsem nabídl technologii a zároveň jsem představil řešení, kde ji uplatnit,“ uzavírá svůj neuvěřitelný příběh.
